为了快速构建和交付健壮的产品并从自动化和高效协作中获益，软件团队依赖于持续集成/持续交付（CI/CD）管道。为云原生应用程序实施CI/CD使交付周期更加稳健，同时简化了开发和部署工作流。

让我们来谈谈Kubernetes CI/CD管道的关键组件，如何优化这些管道以及一些推荐的最佳实践和工具。

Kubernetes CI/CD管道的特点

Kubernetes平台和CI/CD工作流都旨在提高软件质量，实现自动化和提高开发速度。因此，公司可以从一起使用Kubernetes和CI/CD管道中获益。

以下是基于Kubernetes的CI/CD管道的一些关键组件：

——Docker等容器有助于实现应用程序组件的封装，同时通过运行时实现无缝集成。

——一旦CI/CD工具批准容器，运维集群就会为软件构建部署容器。

——配置管理存储与基础设施设置相关的所有详细信息，并识别系统中新引入的任何更改。

——版本控制系统（VCS）是维护代码更改的统一源代码存储库。每当新的更改被推入其存储库时，这会触发CI/CD工具启动管道。

——镜像注册表存储Docker容器镜像。

——安全测试和审计通过确保管道不受潜在安全威胁，保持应用程序快速开发和安全之间的平衡。

——持续监控和可观察性使开发人员能够通过提供应用程序生命周期的完整可视性来获得可操作的洞察和度量。

提高管道效率的关键考虑因素

CI/CD是DevOps实践的核心，支持一个可持续的模型来简化和加速生产发布。全面了解工作流对于构建有效的CI/CD管道以及评估企业需求以帮助选择正确的框架至关重要。

以下是使管道有效的一些关键注意事项：

——一体化CI/CD工具与特定于用例的解决方案：与基础设施设置类似，根据用例、技术要求和组织目标认真评估可用的CI/CD方法至关重要。

——内部部署 vs. 托管 vs. 混合CI/CD：根据需求和基础设施，每种CI/CD管道类型都有自己的有效性。决定要选择的CI/CD管道类型的因素包括易用性、易设置性、基础设施和操作系统支持。

——代码测试和验证：有效的验证和自动化测试框架是CI/CD管道的核心组件之一。这确保了稳定的构建，没有代码质量问题，同时突出了潜在的故障场景。

——回滚：这帮助组织重新部署应用程序的先前稳定版本。在CI/CD中实施精心计划的回滚机制对于在发生故障或安全事件时保护应用程序至关重要。

定义基于Kubernetes的CI/CD管道

在定义基于Kubernetes的CI/CD管道时，可以使用以下两个主要范式之一。

基于push的管道

像CI管道这样的外部系统会生成构建触发器，在提交到基于push的管道中的版本控制系统存储库之后，将更改部署到Kubernetes集群。Kubernetes集群证书在这样的模型中暴露在集群的域之外。

基于pull的管道

每当新镜像通过基于pull的管道推送到注册表时，Kubernetes operator在集群内部部署更改。

一些最佳实践

以下是构建有效Kubernetes CI/CD管道的一些建议。其中包括一些有用的最佳实践。

——避免在容器中硬编码秘密和配置

你应该将配置存储在configmap中，而不是将它们硬编码在容器中。这提供了在不同环境中部署相同容器的灵活性，而无需对其进行特定于环境的更改。

还建议将秘密保存在容器之外，并将其加密并存储在Kubernetes Secrets中。这可以防止证书通过CI/CD管道中的版本控制系统公开。

——使用Helm进行部署

使用Helm包管理器进行Kubernetes应用程序部署以跟踪发布或逻辑分组。

——启用基于Git的工作流

为了允许所有基础设施配置存储在git中，CI/CD管道应遵循GitOps方法。它使开发人员更容易访问基础设施代码，让他们在部署之前查看更改。

Git还提供了统一的源存储库和集群快照。开发人员很容易根据需要参考这些，并在出现故障时将应用程序恢复到最后的稳定状态。

——使用金丝雀/蓝绿色部署模式

与正在运行的生产实例并行，运行蓝绿色的实例模式可以让你在测试完成时测试更改并切换流量，从而消除部署期间的停机需求。

——缓存和重用容器镜像

使用Docker容器镜像的缓存和重用功能，最大限度地减少容器构建时间，并降低在新构建的容器镜像中引入缺陷的风险。

Kubernetes CI/CD管道工具

一体化CI/CD工具

GitHub Actions是一个开源CI/CD工具，支持自动构建、测试和部署管道。当源代码存储库是GitHub时，它是首选的CI/CD平台。

GitLab CI/CD有助于软件应用程序的持续构建、测试和部署，无需第三方集成。

Jenkins（包括Jenkins X）是一个开源的自动化服务器，在不同级别的集群复杂性中促进CI和CD，使开发人员能够跨混合/多云设置无缝地自动化应用程序构建、测试和部署过程。Jenkins X是一个升级版，它为云原生容器化应用程序和编排工具（如Kubernetes或Docker）提供了自动化CI/CD。

CI工具

Circle CI是一个基于云的CI工具，它使用API来促进Kubernetes的自动部署。它非常专注于通过各种方法（如单元测试、集成测试等）在部署之前测试新的提交。由于它的特点是通过缓存和资源类等配置实现复杂的管道，因此它是Kubernetes生态系统中最流行的轻量级集成工具之一。

Drone CI是一个完全基于Docker构建的开源CI工具，使用容器优先的方法。Drone的插件、组件和管道阶段作为Docker容器部署和执行。该平台为使用不同的工具和环境进行构建提供了广泛的灵活性，但你必须将其与git存储库集成。

CD工具

Spinnaker是一个与多个云提供商集成的开源持续交付工具。由于平台不依赖于GitOps模型，因此可以将配置文件存储在云提供商的存储中。

Argo CD是一个声明性的GitOps持续交付工具，它轻量级、易于配置，专为Kubernetes构建。该平台认为git是真相的来源，这增强了安全性，使访问控制和权限管理更易于管理。

自动化和基础结构配置工具

Hashicorp的Terraform是一个开源的基础设施即代码工具，可帮助DevOps团队通过配置文件以编程方式提供和管理基础设施。

Red Hat Ansible是一个开源自动化平台，可实现跨云、虚拟和内部环境的资源调配、配置管理和基础设施部署的自动化。

协作和问题管理工具

Jira由软件协作、缺陷跟踪和工作管理团队实施。该工具提供了可定制的功能，如直观的仪表板、优化的工作流、高效的搜索、过滤和缺陷管理。Jira旨在支持项目管理的各种用例，例如实时捕获需求、测试用例管理和跟踪任务。

Zendesk是一个基于云的客户支持平台，使组织能够通过不同的协作渠道（包括电话、电子邮件、聊天和社交媒体）与客户互动。Zendesk为跨职能协作和客户沟通提供了一个易于使用的平台，从而帮助企业更好地管理客户查询并快速响应。

安全

开放策略代理（OPA）是一个开源策略引擎，它支持高级声明性语言，允许开发人员将策略指定为代码。该平台旨在将粒度级策略应用于不同的组件，包括CI/CD管道、微服务、Kubernetes集群等。

Kubebench是一个开源工具，用于在Kubernetes集群上运行CIS Kubernetes Benchmark测试。这确保了Kubernetes集群是安全的，并根据基准文档中的安全建议进行部署。

监控工具

Foresight是CI管道和测试的可观察性产品，可实现对CI/CD管道的安全实时监控。除了跟踪度量、跟踪和日志之外，该平台还提供实时调试功能，以加快故障的解决。

Prometheus/Grafana是开源的事件监控工具，它实现了高维数据模型，并将度量和时间戳存储在时间序列数据库中。Prometheus提供了灵活的查询语言，是复杂Kubernetes集群最流行的警报系统之一。基于Prometheus生成的度量，Grafana为高效查询和分析提供了内置的可视化支持。

结语

快速交付高质量软件并不容易维持和扩展。如果你现在开发现代应用程序，CI/CD是软件开发过程的核心，因为它提供了灵活性，降低了生产衰退的风险，并确保了质量。通常认为，为快速执行工作流构建有效的CI/CD管道至关重要。要做到这一点，需要尽职的技术分析、大量的规划和选择正确的工具集。